首先，智能电表内部集成的计量芯片，对用户的电流、电压进行实时采集，然后经过微处理器对采集的数据进行计算分析得出电量（用户用来多少度电）。接着，通过智能电表内部集成的无线采集器（它上面插有一个手机卡，类似于我们手机的功能），将电量数据通过无线方式发给电力远程控制管理系统。最后，电力远程管理系统就会对这些采集器发来的信息，进行分析处理，然后形成报表输出，这样用户的用电情况就一目了然了。
电力远程管理系统，可以根据用户不同的要求进行个性化设计功能，主要实现对智能电表的远程控制、远程抄表、远程充值、报表打印等 *** 作，并对整个系统的运行状态进行监视、管理、储存、记录等。
随着智能电表的广泛应用，给电力工作提供很大的便利。之前走街串巷的抄表员，不需要再东跑西奔了，在办公室里，对着电脑就可以完成工作。特别是广大的农村地区，抄表是一个非常艰苦的工作，有的地方居民居住分散，抄表员为了抄一个表，往往要走几十公里的山路。
关于智能电表，网上有一些人反应换了智能电表之后用电量增加了，怀疑智能电表“乱收费”。其实这种情况是不存在的，但是，智能电表一个最明显的不同就是精度提高多个数量级，因此，你电视机、手机充电器、插排上亮着的LED等的用电量，都有可能都会检测到。
大家都知道我们国家对电表计量有严格的标准：智能电表制造商生产完成后，首先会对智能电表各个参数进行检测，合格以后才能出厂，并交付给国家电网相关检测中心，国家电网检测中心会对制造商交付的智能电表再进行一次检测，检测合格以后，最终才分发到我们用户手上。
智能电表和普通电表的工作原理是一样（建议百度，更详细），无非是多了数显和其他的一些功能罢了，至于远程控制就是后台系统利用控制电源（一般是直流）增加控制电路，实现对当前智能电表的基本控制和后台读数、记录台账等等，也是非常简单的
智能电表区别于传统电表，IC卡电表就是它能联网，可以远程抄表。远程抄表是智能电表最跟本意义。至于怎么实现远程抄表，智能电表在具体实施花样比较多。
一、
最大量的国电采用的电力载波表，通过电线连到采集器，采集器通过GPRS上传读数到远抄服务器，所以国家电网居民用户基本上可通过掌上电力查看自己家每一天的用电量。提供这解决方案与产品的厂家大都直接跟国电合作。
二、
第二大量的就是大型建筑里用的走485总线连网的智能电表，通过485总线连上采集器，采集器再转换成TCP/IP接网线直接上远抄服务器。提供这个系统的厂家比较多比如杭州古鸽信息，广州柏诚，直接面向建筑做集成。
三、
就是当前青年公寓，白领公寓，酒店式公寓采用比较多wifi电表，这种电表直接连上公寓里的wifi上远抄服务器，当然还有gprs电表，这种都使用在智能电表使用量不大的情况下。这种使用量直接可以网上买电表自己装上，再通过app就能直接使用。
第四就是未来真正的物联网智能电表，NB-IoT电表，这是华为与运营商正在主推还未成熟的产品。就是智能电表通过NB-IoT网络直接连远抄服务器。
当前发展更好的，有互联网企业介入这一块，比如杭州古鸽信息的租付通产品（>电表开发新思维:智能电表与"仪器云"融合技术的应用
中国现代电网量测技术平台
张春晖
2017年5月25日
1,采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统开发应用正当时！
1）传统的智能电表远程在线检测系统技术发展进程
•2002年，吉林省电科院发布:«多路三相电能表远程微机检测系统的开发»。
•随后，2004年由华中电网技术中心，2005年由厦门航空公司，2007年由上海电力表计量测管理所，2007年由云南电力试验研究院，2008年由原河南思达高科公司，2009年由华北电科院，华北电网公司，2010年由太原市优特奥科公司，2010年由郑州三辉电气公司，2014年由郑州瑞能公司相继发表传统的智能电表远程在线检测系统技术研究论文或新产品信息。
•以上传统的智能电表远程在线检测系统发展进程中，系统方案不断改进，其共同特征:需要配备1只标准电能表及计算系统，复杂了互感器二次回路。由于投资较大，目前，只用于部分电网关口计量点，少量110kV及以上高压变电站。同时，现在的智能电表远程在线检测技术，主要对安装于现场的标准表与被检智能电表的计量结果进行比对，而对标准计量装置的送检，维护又成为新问题，对电能计量自动化系统（或用电信息采集系统）的主站也未发挥其可集中实施数据分析，处理功能。
2）本课题的由来
2017年2月，由深圳供电局，清华大学学者发表:«基于"测量仪器云"的电子式电能表远程在线检测系统»提出:智能电表远程在线检测技术开发新思路:在"仪器云"环境下，进行高精度的数据计算，处理，可以替代标准电能表及计算系统，大幅减少互感器二次回路改进工程量，降低系统成本，有利于系统推广应用。该文还给出了用户新配置的高速率数据采集终端实施方案。关于"仪器云",只作简要介绍，未叙述新一代系统设计技术方案。
之前，2014年8月，清华大学学者发表:«云计算环境下仪器虚拟化研究»提出:"仪器云"环境下，仪器虚拟化系统的物理架构及广义的"仪器云"运作程序，未涉及智能电表远程在线检测系统具体案例。
近期，国家电网报就"国网云"平台上线运作作了一些省级电网业务系统迁移上云应用的报道。
再看国网的需求:从2010年至今，国网陆续安装应用三相智能电表约3800万只。从2018年起，这些量多面广的电表进入运行周期为8年的定期轮换更新阶段。为此，2017年初，国网下发«关于2017年计量工作的指导意见（国家电网营销[2017]105号）»文首次提出:"全面推进智能电表状态检测与状态更换工作",其"基础计量工作:全面开展全事件采集工作，提高计量在线监测和智能诊断的准确性"。"状态检测方面:先是完成MDS系统和营销业务系统的配套功能部署，再是按照先主站评价制定计划，再开展现场检测的原则，开展 I ,II , III 类用户计量装置的电能表状态检测"。
可见，由于国网计量部门未推广应用传统的智能电表远程在线检测系统，三相智能电表的状态检测，只能依靠现场检测，局部考核的方法。可以说，运行三相智能电表计量准确性的宽负荷范围，24h持续考核是道技术难题。因此，研究符合国网:全面推行三相智能电表状态检测与状态更换要求的新一代智能电表远程在线检测系统开发与应用正当时！
3）本文作者经汇总以上新情况并将新一代系统具体化后，编写出:«电表开发新思维:智能电表与"仪器云"融合技术的应用»。本文重点叙述采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统开发项目，还讨论智能电表与"仪器云"融合技术的拓展应用开发项目及市场前景评估，供参考。
2,采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统开发项目
1）云计算环境下,仪器虚拟化技术
本部分内容主要录用于«云计算环境下仪器虚拟化技术研究»:
"仪器的虚拟化技术是实现仪器程序控制和远方测量的基础"。"很多原来由硬件设备完成的仪器功能，都可通过软件算法来完成，从而使仪器的开发和使用成本大为降低"。
云计算功能中有一项基础设施即服务（IAAS）模式:
"IAAS模式的基本思想是将CPU，内存，存储设备，网络设备等IT 基本硬件资源通过虚拟机管理程序（VMH）进行虚拟化，然后按需分配给运行于上层的虚拟机（VM）。对用户来说，每个虚拟机（VM）实例就相当于1台带网络功能的自定义计算机或服务器"。
"目前，云计算中应用最广泛的是硬件级虚拟化技术，因为这种技术的效率最高"。
"硬件级虚拟化技术中，虚拟机与物理硬件具有相同的指令集合，虚拟机的绝大多数指令可以直接在硬件上执行"。
"仪器虚拟化新模式，将远程仪器模拟成云平台本地的硬件设备直接接入到虚拟机管理程序（VMH）中，告知VMH有仪器接入云中，而不提供任何与仪器 *** 作相关的具体信息或功能"。
IAAS模式下的远程测量方式:
仪器----（总线连接）----仪器提供者----（网络连接）----仪器虚拟化:CPU/内存/硬盘----虚拟机管理程序（VMH）----虚拟机（VM）:与仪器虚拟化及其CPU/内存/硬盘一一对接， *** 作系统，测量程序。
2）采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统设计纲要
本部分内容主要参照«基于"测量仪器云"的电子式电能表远程在线检测系统»，«云计算环境下仪器虚拟化研究»，并结合本文作者实际计量工作经验编写而成。
一是，新一代系统架构，包括:
•用户（YH）:安装有被检电能表，新配置的高速率数据采集终端。
新配置的数据采集终端:以4000Hz的采样频率采集现场的电压，电流数据。"该数据采集终端由高精度数据采集单元，电表通信模块，4G无线通信模块以及中央控制单元4部分组成"。其中，中央控制单元"在 *** 控过程中，最重要的是应确保上传至"仪器云"的采样数据与被检智能电表的电能计量脉冲之间的时间要严格一致。这样，才能保证智能电表远程在线检测的精确度。中央控制单元可采用精密时钟协议IEEE1588,来对数据采用终端与被检智能电表进行时间同步"。
数据采集终端的开发:为降低成本，可将电能计量自动化系统（或用电信息采集系统）中的负荷控制终端加以适当改造而获得数据采集功能。如现场条件不具备，也可以单独设计成产品来应用。
•电能计量自动化系统（或用电信息采集系统）主站（ZZ）
•仪器所有者（IS）:本地仪器（或本地工作计算机）的所有者
•仪器代理（IA）:部署于本地仪器的上位机（或本地工作计算机）中，或通过专门的硬件设备实现。IA的基本功能是将本地仪器（或本地工作计算机）的接入信息通过网络推送到"仪器云"的仪器资源管理系统（IRM）上。同时，附加一些辅助信息，以便用户（YH）或仪器所有者（IS）对本地仪器（或本地工作计算机）进行识别等。
IA将接入的本地仪器（或本地工作计算机）远程虚拟成资源节点。这些资源节点的状态信息被保存于"仪器云"的存储控制器（IM）上。
•"仪器云"平台，主要有:
---- 仪器资源管理系统（IRM）:受理由仪器代理（IA）推送的本地仪器（或本地工作计算机）的接入信息
---- 云控制器（CC）:其用户接口提供由用户来查询和调用已授权的仪器资源
---- 存储控制器（IM ):提供仪器资源在云中的注册和管理功能
---- 集群控制 器（CLC）:内有节点控制器（NC）
---- 节点控制器（NC）:内有虚拟机，包括应用程序--- *** 作系统--- 仪器驱动
•新一代系统架构内的通信方式
---- 仪器资源管理系统（IRM）,云控制器（CC）,存储控制器（IM）:
通过4G无线公网或电力专网接入:仪器代理（IA）,用户（YH）,仪器所有者（IS）,电能计量自动化系统（或用电信息采集系统）主站（ZZ）
通过共用的私有网络接入:集群控制器（CLC）
---- 集群控制器（CLC）:通过专用的私有网络接入节点控制器（NC），其内有虚拟机（VM）
---- 节点控制器（NC）:与仪器代理（IA）进行虚拟连接。
二是，新一代系统的运作要求与程序
•系统运作前的准备
电能计量自动化系统（或用电信息采集系统）主站（ZZ）:
按用户被检智能电表的现场检测要求，需向仪器代理（IA）提供的被检智能电表的参数，各类计算方法，检测结果的处理要求，保证检测正确性措施等。对向云控制器（CC）申请需用已授权的本地仪器（或本地工作计算机）的技术条件。
•对用户（YH）的要求:
系统主站（ZZ）发出检测命令后，首先进行被检智能电表与新配置的数据采集终端之间的计量时间同步。随后，将数据采集终端采集的现场电压，电流数据，被检智能电表的电能计量输出信息，通过4G无线公网或电力专网上传到ZZ申请需用的仪器代理（IA），进行数据/信息计算，处理。还需向ZZ发送远程在线检测的启，止时间。
•新一代系统运作程序
----系统主站（ZZ）"可通过云控制器（CC）
提供的用户接口来查询和调用已授权的本地仪器（或本地工作计算机）资源。当ZZ需要使用某一授权的本地仪器（或本地工作计算机）时，即可向CC提交申请"
---- "然后，由CC向存储控制器（IM）发送资源调用命令。此时，IM就可以将仪器资源节点的接入信息通过集群控制器（CLC）推送到ZZ申请需用的虚拟机所在节点上。最终，包含虚拟管理程序（VMH）的节点控制器（NC）将与本地仪器（或本地工作计算器）建立一个虚拟连接，并向其上用户运行的虚拟机（VM）发出硬件接入通知。随即，VM上就会显示‘发现新硬件‘的信息，并提示安装驱动程序"。
---- 系统主站（ZZ）将系统运作前准备的各项要求，发送给ZZ申请需用并已确认的本地仪器（或本地工作计算机）节点的虚拟机上。该节点虚拟机按ZZ提供的各项要求， *** 作对用户被检智能电表的检测程序，并将检测结果发送回ZZ。
---- 当ZZ"使用完本地仪器（或本地工作计算机）后，该仪器资源可被IM回收。若该仪器资源为共享资源，那么其它用户可继续申请该仪器资源。所有的仪器资源调度和管理功能都在IM中实现"
三是，"仪器云"平台的搭建
先叙述"国网云":
•2017年4月27日，"国网云"正式发布，一体化"国网云"平台同时上线。
"国网云"包括企业管理云，公共服务云和生产控制云。其中，公共服务云是覆盖外网区域的资源及服务，支撑电力营销，客户服务，电子商务等业务。
"国网云"部署于国网的三地集中式数据中心及27家省级公司的数据中心。2016年，国网在其总部，北京，冀北，天津，上海，浙江，江苏，福建，黑龙江，陕西电力等单位组织启动了企业管理云和公共服务云的试点建设，部署云平台组件，实现同期线损等12类应用迁移上云。
•参考:"国网云"上云案例
冀北电力:营销稽查系统迁移上云
"国网云" *** 作系统可以根据营销稽查系统需求，自动匹配和选择最合适的资源。冀北电力通过云 *** 作系统"应用管理"模块,进行营销稽查系统一键部署。几秒钟就可以完成5个应用实例的部署，并把实例平均分布在3台物理主机上。云 *** 作系统还支持资源的状态转化，即物理机转变为虚拟机。
再讨论"仪器云"平台搭建的技术路线:
鉴于"国网云"具有明显的优势:强大的并行，分布式，跨域计算能力，根据迁移上云业务系统需求，自动匹配和选择最合适的资源，云 *** 作系统支持资源由物理机转变为虚拟机。同时，用电信息采集系统和用户可以方便地上云。因此，本文作者建议:"仪器云"平台的搭建优先选用"国网云"作为依托，进行新一代系统部署。为此:
•先要编制适应国网"公共服务云"要求，经规范后的采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统的 *** 作和应用软件系统。
•经与有意向的省级电网数据中心协议:新一代系统的 *** 作与应用软件系统，通过省级电网的"国网云"组件，在国网"公共服务云" *** 作系统中，开发相应的模块，进行采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统的部署。
•新一代系统:应与
有意向的省级电网数据中心合作试点后推广应用。
说明:"仪器云"平台的搭建，采用与云计算服务供应商合作开发模式，待考证后再讨论。
3）采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统计量溯源的讨论
按JJG 1001的规定:校准,在规定条件下，为确定计量器具示值误差的一组 *** 作。
•采用"仪器云"高精度计算给出的三相有功功率值，在用户被检智能电表的现场环境下，可以用高准确度的三相标准电表来进行现场校准测试。以02S级被检智能电表为例，由"器云"计算出的三相有功功率的计量误差，应不大于005%。在现场，可采用的三相标准表准确度宜为001级，或002级，实际计量误差不大于0012%。
•采用"仪器云"计算出的三相有功功率，在现场进行校准测试，目前还没有相应的计量校准规范。
作为第一步，建议先通过制定地方[计量器具]检定规程的渠道，经协商:由省级计量院为主，合作制定:采用"仪器云"高精度计算出的三相有功功率数据的计量校准规范。再报经省级计量行政部门批准发布在本地区施行，作为检定依据的法定技术文件。
有关新一代系统计量溯源的后续工作，视本课题进行情况再讨论。
4）采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统的应用前景
•国网，110kV及以上高压变电站估计有近10000个站。近5年来，采用传统的智能电表远程在线检测系统约400个站，占总量的4%。每个站按投资30万元计算，国网合计投资12亿元。
•采用"仪器云"高精度计算的智能电表远程在线检测系统，前面已经提到:由于不需要标准表及计算系统，互感器二次回路改进工程量小，投资大幅下降，可以普及应用，适应全面推进三相智能电表状态检测与状态更换工作的新需求。按60%的110kV及以上高压变电站，每个站投资10万元计算，国网共需投资6亿元。
•再说，新一代系统可以扩大应用到月用电量为100万kWh及以上或变压器容量为2000kVA及以上的大工业户。这些用户约占国网拥有大工业户的10%,即5万户。每户投资控制在1万元，国网需投资5亿元。
3,智能电表与"仪器云"融合技术的拓展应用开发项目
智能电表与"仪器云"融合技术优先选用"国网云"作为依托，在用电信息采集系统主站高级应用软件支持下，可能开发出电网计量，控制，补偿系列新产品，具有广阔的应用前景。
1）具有状态检测功能的三相智能电表。主要是将现有三相智能电表，经过技术改进，输出高速率的现场电压，电流采样数据，通过4G无线公网或电力专网，发送到"仪器云",在用电信息采集系统主站支持下，由"仪器云"高精度计算出三相有功功率，实现对这些运行三相智能电表进行24h的状态检测，无需再定期安排现场检测工作。
国网，推广应用具有状态检测功能的三相智能电表:现有大工业户48万户，每只新型02S级表计按3000元计算，国网需投资14亿元。非普工业户中用电容量最大的约10%，即128万户，每只新型05S级表计按2000元计算，国网需投资25亿元。两项合计投资39亿元。
2）谐波源用户:安装具有非正弦波全功率（有功功率，无功功率，畸变功率，视在功率）计算功能的高端三相智能电表
该新型高端三相智能电表的非正弦波全功率计算功能，由该表计输出高速率的现场电压，电流数据，由用电信息采集系统主站提供非正弦波全功率计算软件，最终，由"仪器云"实现高精度的非正弦波全功率的计算，并将计算结果发送回该高端表计，进行数据保存和相应的处理。
据某省级电力计量中心对60个大工业户谐波源进行现场测试的结果:电压谐波含有率基本都在5%以内，60%的大工业户电流谐波严重超标。
具有非正弦波全功率计算功能的高端三相智能电表的主要用途:由非正弦波畸变功率引起的大工业户低功率因数测试，由非正弦波引起用电能耗增长率评估，为电价行政部门制定控制电网谐波污染的经济制裁措施，提供现场计量数据。
推广应用方面，国网拥有大工业户的20%，即10万户，安装具有非正弦波全功率计算功能的高端三相智能电表，每只表计按4000元计算，国网（或大工业户）需投资4亿元。
3）国网的高压变电站，公变台区（约400万个站），专变用户（约150万户）随着智能配电网建设的推进，需要安装应用较多的电能质量监测，智能控制与补偿设备，无功平衡监测与智能补偿装置，三相负荷平衡监测与智能补偿措施等，都可以在现有现场专用/综合终端基础上进行技术改进，或配置新的数据采终端，输出高速率的现场电压，电流采样数据，在用电信息采集系统主站相关软件系统支持下，由"仪器云"高精度计算并将计算结果发送回相应的终端，来实现以上各项配用电业务工程。
智能电表可以为用户提供更加准确及时的会计信息；利用准确的用电记录，让用户更好地参与电力市场，并从灵活的电力需求中受益；用户能耗信息反馈及能源自动化系统；通过更好的电能质量和故障管理增强人身和设备安全。
基于智能电表的智能计量系统可以为计量、结算、客户服务、状态估计、故障管理和电能质量等商业应用提供简单高效的解决方案。
它可以受益于配电网的电能质量、潮流和故障监测以及负荷管理。通过该系统可以及时发现和解决存在的问题，提高停电管理和客户服务的效率，避免低压配电变压器因临时过载而损坏，并为ems等系统提供能耗数据。1。浩宁达HND
始建于1994年，电表行业多项行业标准的起草单位，集电工仪器仪表、微电子及元器件的开发、生产、销售于一体的企业
2。博纳BANNER
成立于1991年，国内较大的智能电表供应商，主要从事高端电力、电子产品的开发和生产的高科技企业
3，NARI南瑞
国电南瑞科技股份有限公司成立于2001年2月28日，由南京南瑞集团公司作为主发起人，2003年9月首次向社会公众发行A股股票并于10月16日在上海证券交易所上市，成为国家电网公司系统内的首家上市公司
4。中电装备
中国电力技术装备有限公司(以下简称“中电装备公司”)是国家电网有限公司全资子公司，是国家电网有限公司开展国际工程总承包业务的运营平台和实施主体，是国际输变电工程承包领域专业的中国企业。
5。西力XILI
始于1968年，电表行业知名品牌，浙江省著名商标，专业从事配网自动化相关产品的研发、生产和销售的高新技术企业，主打智能电能表/智能水表/充电桩等产品
6。深科技KAIFA
成立于1985年，上市公司，致力于硬盘磁头、计量系统产品、支付终端产品和数字家庭产品的研发生产，以及电子产品的加工制造的高科技企业
7。隆基宁光
宁夏隆基宁光仪表股份有限公司始建于1968年，是中国第一只电子式电能表的诞生地。历经四十多年的发展，业已成为一家享誉全国的国家级高新技术企业，注册资本10100万元
8。德力西电气
德力西电气有限公司，是成立于2007年01月04日，座落于浙江省乐清市柳市镇，累计投资额近20亿元人民币，占地达600,000平方米，拥有超过10,000名员工，是中国低压电气行业大型合资企业。
9。SUNTRONT新天
新天科技股份有限公司创建于2000年，注册资本46亿元，公司于2011年8月在深圳证券交易所创业板挂牌上市(股票简称：新天科技，股票代码：300259)。新天科技是中国智慧能源、智能表及系统行业的先行者，经过十余年的励精图治和高速发展，新天科技已成为中国智慧能源、智能表及系统的行业领导者。
10。万胜WELLSUN
浙江万胜智能科技股份有限公司前身为浙江万胜电力仪表有限公司，公司创建于1997年，是一家专业研制、生产、销售电能计量仪器仪表和电力自动化系统的企业，是浙江省内电能仪表产品及终端产品制造的企业。公司成立二十多年来，在技术研发力量和生产能力、质量控制上有着较深的积累和沉淀。
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